XLPE izolēti kabeļi: ierīce, dizains, priekšrocības, pielietojums

Pašlaik Krievijas kabeļu un stiepļu izstrādājumu tirgū pastāvīgi pieaug kabeļu ar XLPE izolāciju ražošana un patēriņš. Šo kabeļu krievu apzīmējums ir XLPE, angļu valodā ir XLPE, vācu valodā ir VPE un zviedru valodā ir PEX.

Atzīmēsim galvenās priekšrocības kabeļiem ar XLPE izolāciju (XLPE kabeļi) salīdzinājumā ar kabeļiem ar impregnētu papīra izolāciju (BPI kabeļi):

• atkarībā no ieguldīšanas apstākļiem XLPE kabeļu caurlaidspēja ir 1,2-1,3 reizes lielāka, jo ir augstāka pieļaujamā ilgtermiņa temperatūra,

• XLPE kabeļu termiskā pretestība pie īssavienojuma strāvām (SC) ir augstāka augstākas ierobežojošās temperatūras dēļ, XLPE kabeļu specifiskie bojājumi ir 10-15 reizes mazāki nekā BPI kabeļiem,

• XLPE kabeļa ilgs kalpošanas laiks (ražotāji nodrošina vairāk nekā 50 gadus),

• vieglāki nosacījumi XLPE kabeļu uzstādīšanai, jo ir mazāks svars, diametrs, lieces rādiuss, nav smaga svina (vai alumīnija) apvalka,

• XLPE kabeļus var novietot negatīvā temperatūrā (līdz -20 ° C) bez iepriekšējas uzsildīšanas, jo izolācijai un apvalkam tiek izmantoti polimērmateriāli,

• šķidro komponentu trūkums XLPE kabeļu konstrukcijā samazina uzstādīšanas laiku un izmaksas,

• XLPE kabeļi ir ārkārtīgi videi draudzīgi, jo nav eļļas noplūdes un vides piesārņojuma atteices gadījumā,

• XLPE kabeļa konstrukcijas elementu higroskopiskums ir daudz mazāks nekā BPI kabeļa higroskopiskums, augstas izolācijas dielektriskās īpašības,

• XLPE kabeļiem nav ierobežojumu attiecībā uz kabeļa maršruta līmeņu starpību.

Rīsi. 1. XLPE izolēts kabelis

XLPE kabeļu galvenā īpašība ir to principiāli jaunā izolācija — šķērsšūts polietilēns... Polietilēns kā izolācija ir pazīstams jau sen. Bet parastajam termoplastiskajam polietilēnam ir nopietni trūkumi, no kuriem galvenais ir krasa veiktspējas pasliktināšanās temperatūrā, kas ir tuvu kušanas temperatūrai. Termoplastiskā polietilēna izolācija sāk zaudēt savu formu, elektriskās un mehāniskās īpašības jau 85 ° C temperatūrā.

XLPE izolācija saglabā savu formu, elektriskās un mehāniskās īpašības pat 130 °C temperatūrā.

Termins "šķērssaistīšana" vai "vulkanizācija" attiecas uz polietilēna apstrādi molekulārā līmenī. Polietilēna makromolekulu šķērssavienojuma procesā izveidotās šķērssaites veido trīsdimensiju struktūru, kas nosaka materiāla augstās elektriskās un mehāniskās īpašības, zemāku higroskopiskumu un plašāku darba temperatūras diapazonu.

Globālajā kabeļu nozarē spēka kabeļu ražošanā tiek izmantotas divas šķērssavienojuma tehnoloģijas, kuru galvenā atšķirība ir reaģents, ar kuru notiek polietilēna šķērssavienojuma process.

Visizplatītākā tehnoloģija ir šķērssaistīšana ar peroksīdu, kad polietilēns tiek šķērssavienots ar speciālu ķīmisko vielu - peroksīdu palīdzību neitrālā gāzes vidē pie noteiktas temperatūras un spiediena.Šī tehnoloģija ļauj iegūt pietiekamu šķērssavienojumu pakāpi. savienot visā izolācijas biezumā un garantēt gaisa ieslēgumu neesamību. Papildus labām dielektriskajām īpašībām tam ir arī plašāks darba temperatūras diapazons nekā citiem kabeļu izolācijas materiāliem un lieliskas mehāniskās īpašības. Vidēja un augsta sprieguma kabeļu ražošanā tiek izmantota peroksīda tehnoloģija.

Mazāk izplatīta ir nulles stiprības šķērssaistīšana, kur polietilēnam pievieno īpašus savienojumus (silānus), lai nodrošinātu šķērssavienojumu zemākā temperatūrā. Šīs lētākās tehnoloģijas pielietojuma nozare aptver zema un vidēja sprieguma kabeļus.

Pirmais Krievijas XLPE kabeļu ražotājs 1996. gadā bija Maskavas uzņēmums ABB Moskabel, kas izmantoja peroksīda šķērssaistīšanas tehnoloģiju. 2003. gadā AS "Kamkabel" kļuva par pirmo Krievijas XLPE kabeļu ražotāju, kas izgatavots no silāna šķērssaistīta polietilēna.

Ir divas XLPE kabeļu versijas – trīsdzīslu un viendzīslu. XLPE kabeļi parasti tiek ražoti viendzīslas konstrukcijā (2. att.).

Rīsi. 2.Viendzīslas XLPE kabeļa ārējais skats: 1- apaļš vairāku vadu noslēgts strāvas pārvades vadītājs, 2- vairogs gar serdi, kas izgatavots no pusvadoša šķērssaistīta polietilēna, 3- šķērssaistīta polietilēna izolācija, 4- vairogs gar pusvadoša šķērsšūta polietilēna izolāciju, 5 — atdalošais slānis no pusvadošās lentes vai pusvadošās hidroizolācijas lentes, 6 — vara stiepļu vairogs, kas piestiprināts ar vara lenti, 7 — divu kreppapīra lentu atdalošais slānis, gumijots audums, polimēru lente vai hidroizolācijas lente, 8 atdalošais alumīnija polietilēna vai vizlas lentes slānis, 9 polietilēna apvalks, PVC plastmasa

XLPE kabeļa trīsdzīslu versijas atšķirīga iezīme ir ekstrudētas fāzes fāzes pildvielas klātbūtne, kas izgatavota no polietilēna vai polivinilhlorīda (PVC) plastmasas maisījuma.

Viena kodola XLPE kabeļu izmantošana ļauj, pirmkārt, nodrošināt lielāku barošanas avota uzticamību, jo krasi samazinās fāzes fāzes īssavienojuma iespējamība. Divu konstruktīvi nesaistītu viendzīslu kabeļu (savienotāju vai gala uzmavu) izolācijas vienlaicīgas iznīcināšanas iespējamība vienā vietā atbilst kopnes ar izolētām kopnēm fāzes fāzes bojājuma varbūtībai, t.i. ļoti mazs.

Ar XLPE izolētu viendzīslu kabeļu vienfāzes zemējuma defektu iespējamība ir daudz mazāka nekā ar trīsdzīslu BPI kabeļiem. Tas tiek panākts gan ar viendzīslu XLPE kabeļu konstrukciju, gan ar izcilām izolācijas dielektriskajām īpašībām.

XLPE kabeļu viendzīslas versija pieļauj strāvu nesošo vadu šķērsgriezumu līdz 800 mm. Kabeļi ar šādu šķērsgriezumu var veiksmīgi konkurēt ar energoietilpīgo uzņēmumu elektroapgādes sistēmās izmantotajām kopnēm.

Kabeļa elementu ekranējums ir nepieciešams, lai nodrošinātu kabeļa elektromagnētisko savietojamību ar dažādām ārējām shēmām un lai nodrošinātu elektriskā lauka simetriju ap kabeļa serdi un līdz ar to, lai radītu labvēlīgākus apstākļus izolācijas darbībai. Iekšējie vairogi izgatavoti no pusvadošas plastmasas, ārējais vairogs no vara stieplēm un sloksnēm.

Ārējais aizsargapvalks aizsargā kabeļa iekšējos elementus no mitruma iekļūšanas un mehāniskiem bojājumiem uzstādīšanas un ekspluatācijas laikā. XLPE kabeļu ārējie apvalki ir izgatavoti no augstas stiprības polietilēna vai PVC savienojuma.

Rīsi. 3. Kabelis ar XLPE izolāciju APvPg

Parastie burtciparu apzīmējumi (marķējums) kabeļiem ar XLPE izolāciju:

• A — alumīnija vadītājs, bez apzīmējuma — vara vadītājs,

• PV — izolācijas materiāls — šķērssaistīts (vulkanizēts) polietilēns,

• P vai V — korpuss izgatavots no polietilēna vai PVC plastmasas,

• y — pastiprināts polietilēna apvalks ar palielinātu biezumu,

• ng — PVC savienojuma apvalks ar zemu uzliesmojamību,

• ngd — korpuss izgatavots no PVC maisījuma ar zemu dūmu un gāzu emisiju,

• d — ekrāna gareniskā aizzīmogošana ar ūdensnecaurlaidīgām lentēm,

• 1 vai 3 — vadu skaits ar strāvu,

• 50-800 strāvu vadošā vada šķērsgriezums, mm2,

• strāvu nesošā vada gzh-blīvējums, 2 16-35 ekrāna šķērsgriezums, mm,

• 1-500 — nominālais spriegums, kV.

Apzīmējuma piemērs: APvPg 1×240 / 35-10-kabelis ar alumīnija serdi (A), XLPE izolāciju (Pv), polietilēna apvalku (P), ekranējumu (g), ciets (1), vadītāja šķērsgriezums 240 mm. ekrāns šķērsgriezums 35 mm, nominālais spriegums 10 kV.